سه دلیل برای انتخاب کامپوزیت های فیبر کربنی
از اواخر قرن گذشته، فیبر کربن به یکی از اصطلاحات کلیدی در کاربردهای مواد پیشرفته تبدیل شده است. در کاربردهای عملی، فیبر کربن اغلب با مواد زمینه ای مانند رزین ها ترکیب می شود تا کامپوزیت های فیبر کربن را تشکیل دهد که در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند. در این مقاله به بررسی مزایای کامپوزیت های فیبر کربن می پردازیم.
1. سبک و استحکام بالا: شناخته شده ترین مزیت مواد فیبر کربن سبک وزن و استحکام بالای آنها است. چگالی مواد فیبر کربن تنها 1.7 گرم در متر مکعب است که 60 درصد از آلیاژهای آلومینیوم و کمتر از 14 درصد چگالی فولاد است. این ویژگی به طراحیهای ساختاری سبک کمک میکند و باعث میشود از آن به طور گسترده در اجزای کاهش وزن استفاده شود. علاوه بر این، خواص مکانیکی فیبر کربن استثنایی است. استحکام کششی آن چندین برابر فولاد است و استحکام ویژه و مدول ویژه آن نسبت به مصالح ساختاری موجود برتری دارد. همچنین دارای استحکام خمشی و استحکام برشی فوقالعادهای است که به طور موثری نیازهای استفاده را برآورده میکند.
2. خواص شیمیایی: تفاوت اصلی فیبر کربن با مواد فلزی این است که فیبر کربن یک ماده غیر فلزی است. در نتیجه، فیبر کربن دارای فعالیت الکتروشیمیایی کم است، مقاومت قابل توجهی در برابر خوردگی و مقاومت در برابر پیری از خود نشان می دهد و آن را برای محیط های کاری مختلف مناسب می کند. این کیفیت باعث افزایش طول عمر محصولات فیبر کربنی می شود.
3. خواص حرارتی: تولید الیاف کربن به فرآیندهای کربنیزاسیون و گرافیتی شدن در دمای بالا نیاز دارد که دماهای بسیار بالایی را می طلبد. بنابراین، فیبر کربن خود می تواند دمای کاری بسیار بالا را تحمل کند. با این حال، فیبر کربن به طور معمول با رزین ترکیب می شود تا کامپوزیت های فیبر کربنی را تشکیل دهد، که معمولا دمای کاری حدود 150 درجه دارند. در حال حاضر، مواد فیبر کربن ترموپلاستیک می توانند حتی به دمای کاری بالاتری دست یابند. مواد فیبر کربنی همچنین دارای ضریب انبساط حرارتی پایینی هستند که از تغییر شکل آنها در اثر تغییر دمای کاری اطمینان حاصل میکند و در نتیجه ثبات ابعادی را تضمین میکند.
